摘要:纯电动汽车的驱动部分及高压附件系统的电源均为动力电池电源,为保护车辆及乘员安全,相关动力电池电源回路均选用相应熔断器作为短路保护的措施。本文主要从熔断器寿命校核,冲击电流对熔断器影响,熔断器分断能力等方面,阐述纯电动汽车直流高压熔断器的选型原则及验证方法。纯电动汽车的动力电池电源电压多在200~400V,除动力电池总熔断器外,还存在汽车空调系统,暖风系统,DC/DC系统(将动力电池电压转换为14V,提供整车低压电源,作用类同发电机)等其他附件高压回路,各回路均需串接直流高压熔断器做回路保护。现阶段,陆续有EV专用汽车级熔断器推出,但选择面还是比较狭窄。国产直流熔断器的分断能力及保护特性均能够满足IEC(国际电工标准化机构)或其他通用标准,与相同用途的进口产品差别不大。但在相关ROHS(电子电器设备中限制使用某些有害成分的指令)认证、极端条件测试、系列产品的自动化生产方面,仍略有差距。直流高压熔断器价格稍高,需在能够有效保护各系统回路的同时,禁止熔断器非正常熔断现象发生。本文将对直流高压熔断器的选型原则及验证方法做系统介绍。例如:8A的熔体用于10A的电路中,作短路保护兼作过载保护用,但此时的过载保护特性并不理想。浙江哪里有高压熔断器联系人
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1常规高压系统方案介绍在不考虑动力电池内部结构、充电系统、动力电池热管理系统的前提下,一般纯电动汽车高压附件系统设计回路见图1。从图1可知,动力电源主回路需要总熔断器1只,其余分系统需单独设置熔断器。总体来看,至少选用4~5只直流系列,额定电压在400V以上的熔断器,才能满足车辆的基本功能需求。图1纯电动汽车高压附件系统设计回路2直流高压熔断器选型基本原则直流高压熔断器选型原则主要是熔断器额定电压与额定电流的确认,熔断器额定电压需大于动力电池**高电压,额定电流(熔断丝容量)的选择参考式(1)(1)式中:In———熔断器额定电流;Ir———保护回路的负载电流;K1———负载形式矫正系数;K2———温度矫正系数。其中负载形式矫正系数K1主要根据负载特性,考虑功率变化、电流纹波、启动与关闭瞬间冲击电流等因素,一般条件下,平稳运行负载选择,如果负载在工作过程中,电流有较**动,建议K1选择。通常根据温度变化率可直接计算温度矫正系数K2,或者根据熔断器使用的环境温度及熔断器温升曲线,合理选择K2,纯电动汽车无明显高温产生区域,一般K2选择。在确认K2时,也要充分考虑熔断器的自身功耗,即熔断器在通过不同电流时,不同的温升效果。
需评估整个负载回路容易发生短路现象的位置,然后在该位置设置短路点,连接好相应设备,测量短路过程中熔断器两端电压波形,整个负载回路的实际短路电流等参数。图6为试验短路前选用熔断器照片,短路回路为A/C回路,试验用熔断器型号为PEC30A/450VDC。该型号熔断器的短路过程分为3段。即:①初始阶段,熔断器两端电压为0,负载回路无电流流过;②熔断阶段,负载回路短路,熔断器开始拉灭弧过程;③熔断完成,熔断完成后,熔断器两端电压为电源电压。从拉弧及灭弧过程来开,整个熔断过程不超过2ms,熔断器的分断速度比较理想。分断试验完成后,拆除测量设备,检查熔断器的外观,主要包含是否有裂缝、载体是否有烧蚀等现象。若外观良好,则需进一步剖解熔断器内部,检查熔体的熔断情况,检查灭弧材料粘结变化情况。图7为该型号熔断器熔断试验后情况,从拆解图中看出,经过短路分断过程以后,熔断器玻璃管外观良好,石英砂依旧松散,熔体有效熔断,载体未受短路电流影响,表明该负载的短路电流在熔断器分断能力之内,符合设计需求。图6(左)试验用熔断器图7(右)分断后拆解图6结束语直流高压熔断器的型号确定,一定要建立在对负载及负载回路流通电流充分测试的基础上。保护单台长期工作的电机熔体电流可按比较大起动电流选取,也可按下式选取。
环境温度越高,保险丝的工作温度就越高,其寿命也就越短。相反,在较低的温度下运行会延长保险丝的寿命。5.熔断额定容量也称为致断容量。熔断额定容量是保险丝在额定电压下能够确实熔断的**大许可电流。短路时,保险丝中会多次通过比正常工作电流大的瞬时过载电流。安全运行要求保险丝保持完整的状态(无爆裂或断裂)并消除短路。保险丝智能对于大多数采用电感的非同步整流升压型开关变换器,其输入和输出之间都存在一条直流通路,如图1所示。该通路的存在会造成两种不良后果:其一,一旦输出短路或严重过载时间超出几百毫秒将导致二极管(通常为肖特基二极管)过热损坏;其二,当由于某种原因,比如人为关闭,使开关振荡电路停止工作,负载端仍然有电压存在,只是比输入端低一个二极管的管压降而已,这时输出仍会消耗能量。除此之外,如果该残存电压低于负载稳态工作电压范围,将使电路处于不确定状态。对于输出电流相对较小的应用场合(小于5A),利用单片电流模式控制器和**电流取样技术,上述两个问题都可以很好地解决。在这些电路中,二极管被一同步整流开关三极管取代。因此通过关闭内部开关三极管就可把输入输出通路截断,这样一来。负载端对输入端来说就呈高阻状态。插入式熔断器:它常用于380V及以下电压等级的线路末端,作为配电支线或电气设备的短路保护用。浙江哪里有高压熔断器联系人
从这里可以看出,熔断器的短路保护性能***,过载保护性能一般。浙江哪里有高压熔断器联系人
操作前应考虑合环点两侧的相角差和电压差,并估算合环潮流保证不超过环流限额。2)解环操作应先检查解环点的有功、无功潮流,以确保解环后系统各部分电压在规定范围内,各环潮流的变化不超过继电保护,系统稳定和设备容量等方面的限额。(9)冲击合闸、零起升压操作:变压器、母线等设备在新安装投入运行前、大修后和故障跳闸后均应按有关规定进行全电压冲击操作或零起升压操作。1)冲击合闸操作:①冲击合闸断路器要有足够的遮断容量,且断路器故障跳闸次数应在规定的次数内;②冲击合闸的断路器其保护装置应完整并投入,自动重合闸应停用,必要时应降低保护的整定值;③尽可能选择对系统稳定性影响较小的电源做冲击合闸电源;④对中性点接地系统中的变压器冲击时,其中性点应接地。2)零起升压操作:①被升压的设备应有完善的保护装置;②对发电机一变压器组升压时,应采用手动升压方式,不采用自动升压方式,且发电机强励装置应停用;③中性点接地变压器进行零起升压时,其中性点必须接地。(10)系统并、解列操作:1)系统在正常情况下的并列操作,一般采用准同期法进行(手动或自动)并列。并列条件为:①相序相同;②相位相同;③频率相同(事故时可不超过)。浙江哪里有高压熔断器联系人